JP4375076B2 - 光無線伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、光無線伝送システムに関し、より具体的には、空間伝送路における遮蔽物により発生する信号誤りを抑制する光無線伝送システムに関する。

自由空間に光を伝搬させる光無線方式は、有線で接続する場合に比べて、設置の自由度が高く、場所等にも制限が少ない。

しかし、大気中における光無線伝送では、雨、霧、煙及び鳥などによる光路遮蔽が信号誤りの原因となり、受信断の原因となる。このような光路遮蔽による信号誤り及び受信断を防ぐため、従来は、複数の光伝送系、即ち複数の光源と複数の受光器を用いる空間ダイバーシティ方式が採用されてきた。デジタル伝送では、誤り訂正符号の使用による誤り訂正も行われている。

また、空間ダイバーシティによるデータ伝送とは別の観点で、複数の光源及び複数の受光器を用いる伝送方式として特許文献１，２に記載のシステムが知られている。例えば、特許文献１には、通信用の光送受信装置以外にサーチ用の光送受信装置を設ける信号伝送システムが記載されている。特許文献２には、肉眼では確認できない通信用赤外線光源とは別に、確認用の可視光源を設けている信号伝送システムが記載されている。
特開平８−１２９６７８号公報 特開平９−０６９８１５号公報

複数の光源及び複数の受光器を用いる空間ダイバーシティ方式では、複数の光伝送系を用意することになり、送受信装置が複雑になり、コストの増加につながる。さらに、複数光源が同時に遮蔽された場合には、信号誤りの発生が避けられないので、各光源を互いに離れて配置する必要がある。これは即ち、複数の光送信装置を用意し、且つ、これらの光送信装置にデータを配信する分配装置と伝送路を用意する必要があることを意味する。これによっても、システムのコストが大幅に増大する。

本発明は、空間伝送路に鳥などの遮蔽物が入り込んでも、信号誤りを抑制できる光無線伝送システムを提示することを目的とする。

本発明に係る光無線伝送システムは、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置との間で空間伝送路を介して信号を送受信する光無線伝送システムである。当該第１の光送受信装置は、当該第２の光送受信装置に向けた第１の信号光を発生する第１の信号光発生装置と、当該第２の光送受信装置からの第２の信号光を受光する第１の受信用受光器と、当該第１の受信用受光器の周囲に配置され、当該第２の信号光の当該第１の受信用受光器への入力を妨害する遮蔽物を、当該第１の受信用受光器への入力の妨害前に検出する複数の第１の遮蔽物検出器と、当該複数の第１の遮蔽物検出器の検出出力に従い、何れかの第１の遮蔽物検出器の出力が当該遮蔽物の存在を示すときに、当該第１の信号光発生装置からの当該第１の信号光の出力を一時停止する第１の通信制御装置とを具備する。当該第２の光送受信装置は、当該第２の信号光を発生する第２の信号光発生装置と、当該第１の光送受信装置からの当該第１の信号光を受光する第２の受信用受光器と、当該第１の光送受信装置の当該第１の信号光の送信停止に従い、当該第２の信号光発生装置からの当該第２の信号光の出力を一時停止する第２の通信制御装置とを具備する。

本発明に係る光無線伝送システムは、第１の光送受信装置と第２の光送受信装置との間で空間伝送路を介して信号を送受信する光無線伝送システムである。当該第１の光送受信装置は、当該第２の光送受信装置に向けた第１の信号光を空間伝送路に出力する第１の信号光発生装置と、当該第２の光送受信装置からの第２の信号光を受光する第１の受信用受光器と、当該第１の受信用受光器の周囲に配置され、当該第２の信号光の当該第１の受信用受光器への入力を妨害する遮蔽物を、第１の受信用受光器への入力の妨害前に検出する複数の第１の遮蔽物検出器と、当該複数の第１の遮蔽物検出器の検出出力に従い、何れかの第１の遮蔽物検出器の出力が当該遮蔽物の存在を示すときに、当該第１の信号光発生装置からの当該第１の信号光の出力を一時停止する第１の通信制御装置とを具備する。当該第２の光送受信装置は、当該第２の信号光を当該空間伝送路に出力する第２の信号光発生装置と、当該第１の光送受信装置からの当該第１の信号光を受光する第２の受信用受光器と、当該第２の受信用受光器の周囲に配置され、当該第１の信号光の当該第２の受信用受光器への入力を妨害する遮蔽物を、第２の受信用受光器への入力の妨害前に検出する複数の第２の遮蔽物検出器と、当該複数の第２の遮蔽物検出器の検出出力に従い、何れかの第２の遮蔽物検出器の出力が当該遮蔽物の存在を示すときに、当該第２の信号光発生装置からの当該第２の信号光の出力を一時停止する第２の通信制御装置とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、空間伝送路中への遮蔽物の侵入を、当該遮蔽物が信号光の受信用受光器への入力を妨害する前に検出し、その検出結果により送信を一時停止するので、遮蔽物の侵入による信号伝送エラーを大幅に低減できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例の概略構成ブロック図を示す。光送受信装置１０Ａが空間伝送路１２を介して光送受信装置１０ＢにデータＤ１を伝送し、光送受信装置１０Ｂが空間伝送路１２を介して光送受信装置１０ＡにデータＤ２が伝送する。

光送受信装置１０Ａの構成を説明する。光送受信装置１０Ａは、光学素子として、信号光を出力する光源１６Ａ、信号受信用の受光器１８Ａ及び複数の光路遮蔽検出用の受光器２０Ａを具備する。図２は、光源１６Ａ、受光器１８Ａ及び受光器２０Ａの配置例を示す平面図である。複数の受光器２０Ａは、光源１６Ａ及び受光器１８Ａを中心に同じ半径上にほぼ等角度間隔で配置される。本実施例では、光送受信装置１０Ａ，１０Ｂは、伝送に従い拡散するビームで信号光を投射する。受光器２０Ａは、光送受信装置１０Ｂから投射される信号光ビームの拡がり範囲内で周辺に位置するように配置される。具体的には、光送受信装置１０Ａの光源１６Ａから出力される信号光ビームは、光送受信装置１０Ｂの受光器２０Ｂをビーム周辺部分で含む程度に拡がるように調節され、光送受信装置１０Ｂの光源１６Ｂから出力される信号光ビームは、光送受信装置１０Ａの受光器２０Ａをビーム周辺部分で含む程度に拡がるように調節される。

通信制御装置２２Ａは、図示しない外部装置から入力するデータＤ１をバッファ２４Ａに印加し、バッファ２４Ａのデータ書込み及び読み出しを制御する。バッファ２４Ａは、通信制御装置２２ＡからのデータＤ１を一時記憶し、通信制御装置２２Ａからの読み出し指令に従って又は自動的に、記憶データＤ１を駆動回路２６Ａに印加する。駆動回路２６Ａは、バッファ２４ＡからのデータＤ１に従い光源１６Ａを発光させる。これにより、光源１６Ａは、信号光ビームを光送受信装置１０Ｂに向けて出力する。

光送受信装置１０Ｂは、光送受信装置１０Ａと同じ構成からなる。光送受信装置１０Ｂは、光学素子として、光源１６Ｂ、信号受信用の受光器１８Ｂ及び複数の光路遮蔽検出用の受光器２０Ｂを具備し、これらの光学素子１６Ｂ，１８Ｂ，２０Ｂは、図２に示す光源１６Ａ、受光器１８Ａ及び受光器２０Ａの配置例と同様に配置されている。

信号識別装置２８Ａは、受光器１８Ａの出力信号からデータＤ２を識別し、識別したデータＤ２を通信制御装置２２Ａに印加する。また、光路遮断識別装置３０Ａは、受光器２０Ａの出力の有無から空間伝送路１２に遮蔽物１４が侵入したか否かを識別し、その識別結果を通信制御装置２２Ａに印加する。光路遮断識別装置３０Ａが遮蔽物１４の侵入を検出した場合の通信制御装置２２Ａの動作は、後で詳細に説明する。

通信制御装置２２Ｂは、図示しない外部装置から入力するデータＤ２をバッファ２４Ｂに印加し、バッファ２４Ｂのデータ書込み及び読み出しを制御する。バッファ２４Ｂは、通信制御装置２２ＢからのデータＤ２を一時記憶し、通信制御装置２２Ｂからの指令に従って又は自動的に、記憶データＤ２を駆動回路２６Ｂに印加する。駆動回路２６Ｂは、バッファ２４ＢからのデータＤ２に従い光源１６Ｂを発光させる。

信号識別装置２８Ｂは、受光器１８Ｂの出力信号からデータＤ１を識別し、識別したデータＤ１を通信制御装置２２Ｂに印加する。また、光路遮断識別装置３０Ｂは、受光器２０Ｂの出力の有無から空間伝送路１２に遮蔽物１４が侵入したか否かを識別し、その識別結果を通信制御装置２２Ｂに印加する。光路遮断識別装置３０Ｂが遮蔽物１４の侵入を検出した場合、通信制御装置２２Ｂは、通信制御装置２２Ａと同様に動作する。

先ず、光送受信装置１０Ａから光送受信装置１０ＢへのデータＤ１の伝送を説明する。通信制御装置２２Ａは、図示しない外部装置から入力するデータＤ１をバッファ２４Ａに印加する。通信制御装置２２Ａは、空間伝送路１２に遮蔽物１４を検出しないときには、単に、バッファ２４Ａをレート調節に使用する。空間伝送路１２上の伝送レートに応じてバッファ２４Ａから読み出されたデータＤ１は、駆動回路２６Ａに印加される。駆動回路２６Ａは、バッファ２４ＡからのデータＤ１に従い光源１６Ａを駆動して、発光させる。これにより、光源１６Ａは、データＤ１を搬送する信号光ビームを光送受信装置１０Ｂの受光器１８Ｂに向けて出力する。但し、光源１６Ａから出力される信号光ビームは、受光器１８Ｂのみならず、受光器１８Ｂの周囲に配置される複数の受光器２０Ａにも入射する。

受光器１８Ｂは、光源１６Ａからの信号光を電気信号に変換する。信号識別装置２８Ｂは、受光器１８Ｂの出力からデータＤ１を識別する。伝送エラーが無ければ、信号識別装置２８Ｂは、データＤ１を出力する。

同様に、光送受信装置１０Ｂの光源１６Ｂは、データＤ２を搬送する信号光を光送受信装置１０Ａの受光器１８Ａに向け出射する。この信号光は、受光器１８Ａのみならず、受光器１８Ａの周囲に配置される複数の受光器２０Ａにも入射する。

受光器２０Ａと光源１６Ｂとの間に遮蔽物１４が存在しなければ、受光器２０Ａには光源１６Ｂの出力信号光が入射し、受光器２０Ａは、入射する信号光に応じた電気信号を出力する。受光器２０Ａと光源１６Ｂとの間に遮蔽物１４が存在する場合、受光器２０Ａには光源１６Ｂの出力信号光が入射せず、受光器２０Ａは、電気信号を出力しない。従って、受光器２０Ａの出力レベルを監視することで、遮蔽物１４が、光源１６Ａと受光器１８Ｂとの間の光路又は光源１６Ｂと受光器１８Ａとの間の光路を遮断する前に、空間伝送路１２への遮蔽物１４の侵入を検知できる。光路遮断識別装３０Ａは、受光器２０Ａの出力レベルにより空間伝送路１２中への遮蔽物１４の侵入の有無を識別し、その識別結果を通信制御装置２２Ｂに通知する。何れかの光路遮断識別装置３０Ａが、光路の遮断を通信制御装置２２Ａに通知すると、通信制御装置２２Ａは、光路遮断が無くなるまで、バッファ２４Ａからのデータ読み出しを停止する。これにより、光源１６Ａは、信号光を出力しなくなり、光送受信装置１０Ａから光送受信装置１０Ｂへのデータ伝送が一時停止される。

光源１６Ａが信号光の出力を一時停止することにより、光送受信装置１０Ｂでは、受光器１８Ｂ及び全部の受光器２０Ｂの出力レベルが低下する。これにより、通信制御装置２２Ｂは、光送受信装置１０Ａがデータ送信を一時停止したことを知ることができ、これに応じて、光送受信装置１０Ａに向けたデータＤ２の送信を一時停止する。通信制御装置２２Ｂは、光送受信装置１０Ａのデータ送信の再開を待つ。

通信制御装置２２Ａは、一定時間、データ送信を停止した後に、駆動回路２６Ａに指示して、光源１６Ａに空間伝送路１２上の遮蔽物１４の有無を調査するテスト光を出力させる。このテスト光は、単に、空間伝送路１２上に遮蔽物１４がまだ存在するか否かを確認するためのものであるので、例えば、連続（ＣＷ）光でもパルス光でもいずれでも良い。

空間伝送路１２上に遮蔽物１４が存在しなければ、光送受信装置１０Ｂの全受光器２０Ｂが、テスト光を受光して、その出力レベルが上がる。全光路遮断識別装置３０Ｂは、空間伝送路１２上に遮蔽物１４が存在しないことを通信制御装置２２Ｂに通知する。通信制御装置２２Ｂは、この通知に応じて、バッファ２４ＢからのデータＤ２の読み出しを再開する。駆動回路２６Ｂは、バッファ２４ＢからのデータＤ２に従い光源１６Ｂを駆動する。光源１６Ｂは、データＤ２を搬送する信号光を光送受信装置１０Ａに向け出力する。これにより、光送受信装置１０Ｂから光送受信装置１０ＡへのデータＤ２の伝送が再開される。

受光器１８Ａは、光源１６Ｂからの信号光を受信し、信号識別装置２８Ａは、受光器１８Ａの出力信号からデータＤ２を識別し、通信制御装置２２Ａに受信データＤ２を供給する。

同時に、複数の受光器２０Ａもまた、光源１６Ｂからの信号光を受光する。全光路遮断識別装置３０Ａは、対応する受光器２０Ａの出力レベルから空間伝送路１２上に遮蔽物１４が存在しないことを識別し、その旨を通信制御装置２２Ａに通知する。通信制御装置２２Ａは、この通知に従い、テスト光の出力を止め、バッファ２４ＡからデータＤ１の続きを読み出す。駆動回路２６Ａは、バッファ２４ＡからのデータＤ１に従い光源１６Ａを駆動し、信号光を出力させる。このようにして、光送受信装置１０Ａから光送受信装置１０ＢへのデータＤ１の伝送が再開される。

テスト光を出力しても、何れかの受光器２０Ｂの出力レベルが低い場合、空間伝送路１２上に依然として遮蔽物１４が存在することになる。この場合、通信制御装置２２Ｂは、データＤ２の送信を停止したままとして、全部の受光器２０Ｂの出力レベルが上がるのを待つ。データＤ２の送信が再開されないので、光送受信装置１０Ａは、データＤ１の送信を再開せずに、テスト光を出し続ける。

遮蔽物１４によるデータ送信停止後に、一方の光送受信装置１０Ａがテスト光を出力すると説明したが、勿論、データ送信停止してから一定時間後に、両方の光送受信装置１０Ａ，１０Ｂがテスト光を出力するようにしてもよい。その場合、データ送信停止からテスト光を出力するまでの時間は、両光送受信装置１０Ａ，１０Ｂで同じでも、異なっても良い。

図３は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。図１に示す実施例と同じ構成要素には同じ符号を付してある。

図３に示す実施例では、データ伝送方向により、互いに直交する偏波、即ち，Ｐ波とＳ波を使用する。例えば、光送受信装置４０Ａから光送受信装置４０Ｂへのデータ伝送には、Ｐ波を使用し、光送受信装置４０Ｂから光送受信装置４０Ｂへのデータ伝送には、Ｓ波を使用する。そのために、光送受信装置４０Ａには、光送受信装置１０Ａの構成要素に、偏波合分波器４２Ａ及び投射・集光レンズ４４Ａを追加し、光送受信装置４０Ｂには、光送受信装置１０Ｂの構成要素に、偏波合分波器４２Ｂ及び投射・集光レンズ４４Ｂを追加した。偏光合分波器４２Ａ，４２Ｂは、いわゆる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）からなる。

変更部分の動作を説明する。光送受信装置４０Ａの光源１６Ａは、Ｐ波の信号光又はテスト光を出力する。偏光合分波器４２Ａは、光源１６ＡからのＰ波の光を投射・集光レンズ４４Ａに供給し、投射・集光レンズ４４ＡからのＳ波の光を受光器１８Ａに供給するように設置される。

他方、光送受信装置４０Ｂの光源１６Ｂは、Ｓ波の信号光又はテスト光を出力する。偏光合分波器４２Ｂは、光源１６ＢからのＳ波の光を投射・集光レンズ４４Ｂに供給し、投射・集光レンズ４４ＢからのＰ波の光を受光器１８Ｂに供給するように設置される。

偏光合分波器４２Ａは、光源１６Aの出力光を投射・集光レンズ４４Ａに供給する。投射・集光レンズ４４Ａは、偏光合分波器４２Ａからの光を光送受信装置４０Ｂに向け投射する。光送受信装置４０Ａから出力された信号光ビームは、先に説明したように拡散して光送受信装置４０Ｂに到達し、光送受信装置４０Ｂの投射・集光レンズ４４Ｂと受光器２０Ｂに入射する。投射・集光レンズ４０Ｂは、光送受信装置４０Ａからの信号光を偏波合分波器４２Ｂに入射する。偏波合分波器４２Ｂは、光送受信装置４０Ａからの信号光を、その偏波に従い、受光器１８Ｂに供給する。受光器１８Ｂ，２０Ｂ及びこれ以降のデバイスの動作は、第１実施例と同じである。

偏光合分波器４２Ｂは、光源１６Ｂの出力光を投射・集光レンズ４４Ｂに供給する。投射・集光レンズ４４Ｂは、偏光合分波器４２Ｂからの光を光送受信装置４０Ａに向け投射する。光送受信装置４０Ｂから出力された信号光ビームは、先に説明したように拡散して光送受信装置４０Ａに到達し、光送受信装置４０Ａの投射・集光レンズ４４ＢＡと受光器２０Ａに入射する。投射・集光レンズ４０Ａは、光送受信装置４０Ｂからの信号光を偏波合分波器４２Ａに入射する。偏波合分波器４２Ａは、光送受信装置４０Ｂからの信号光を、その偏波に従い、受光器１８Ａに供給する。受光器１８Ａ，２０Ａ及びこれ以降のデバイスの動作は、第１実施例と同じである。

図３に示す実施例では、受光器３０Ａ，２０Ｂの中心に投射・集光レンズ４４Ａ，４４Ｂ、即ち信号仮の入射口及び出射口を配置することができる。これにより、どの方向からの遮蔽物の侵入にも同様に対処できる。

第２実施例では、伝送方向により偏波を異ならせたが、伝送方向により波長を異ならせても良い。その場合には、偏波合分波器４２Ａ，４２Ｂの代わりに、波長依存性を有する光カップラ、いわゆる波長分割多重（ＷＤＭ）光カップラを使用すれば良い。

図４は、本発明の第４実施例の概略構成ブロック図を示す。上記各実施例では、信号受信用の受光器１８Ａの周囲に配置した複数の光路遮蔽検出用の受光器２０Ａが、信号光ビームの漏れを検出したが、本実施例では、信号光ビームを円筒状に囲むように信号光ビームとは別に複数の遮蔽物検出ビームを配置し、その遮蔽物検出ビームを、信号受信用の受光器の周囲に配置した複数の光路遮蔽検出用受光器が検出する。信号光ビームを絞りことができるので、信号光の信号対雑音比（ＳＮＲ）が向上し、伝送距離を延ばすことができる。

光送受信装置１１０Ａが空間伝送路１１２を介して光送受信装置１１０ＢにデータＤ１を伝送し、光送受信装置１１０Ｂが、空間伝送路１１２を介して光送受信装置１１０ＡにデータＤ２が伝送する。

光送受信装置１１０Ａは、光学素子として、信号光源１１６Ａ、信号受信用の受光器１１８Ａ、遮蔽物検出ビームを出力する複数の光源１２０Ａ及び遮蔽物検出ビームを受光する複数の受光器１２２Ａを具備する。同様に、光送受信装置１１０Ｂは、光学素子として、信号光源１１６Ｂ、信号受信用の受光器１１８Ｂ、遮蔽物検出ビームを出力する複数の光源１２０Ｂ及び遮蔽物検出ビームを受光する遮蔽物検出用の複数の受光器１２２Ｂを具備する。光送受信装置１１０Ａの光源１１６Ａ，１２０Ａ及び受光器１１８Ａ，１２２Ａは、光送受信装置１１０Ｂのそれぞれに対応する受光器１１８Ｂ，１２２Ｂ及び光源１１６Ｂ，１２０Ｂと対面するように、配置される。即ち、光受光器１１８Ｂは、信号光源１１６Ａの出力ビームを受光する。信号受信用の受光器１１８Ａは、信号光源１１６Ｂの出力ビームを受光する。遮蔽物検出用受光器１２２Ａは、対面する遮蔽物検出ビーム出力光源１２０Ｂの出力ビームを受光する。遮蔽物検出用の受光器１２２Ｂは、対面する遮蔽物検出ビーム出力光源１２０Ａの出力ビームを受光する。

光源１２０Ａ，１２０Ｂから出力され受光器１２２Ａ，１２２Ｂに入射する遮蔽物検出ビームは、光源１１６Ａ，１１６Ｂから出力され受光器１１８Ｂ，１１８Ａに入力する信号光ビームを円筒状に囲むように、配置される。即ち、複数の光源１２０Ａ及び複数の受光器１２２Ａは、光源１１６Ａ，１１８Ａをほぼ中心とする所定半径の円上にほぼ等間隔で交互に配置される。これにより、遮蔽物１１４が空間伝送路１１２に侵入したとき、その遮蔽物１１４が信号光ビームを遮断する前に、遮蔽物１１４を検出できるようになる。図５は、信号光源１１６Ａ、受光器１１８Ａ、複数の光源１２０Ａ及び複数の受光器１２２Ａの配置例を示す平面図である。

光送受信装置１１０Ａの通信制御装置１２４Ａは、図示しない外部装置から入力するデータＤ１をバッファ１２６Ａに印加し、バッファ１２６Ａのデータ書込み及び読み出しを制御する。バッファ１２６Ａは、通信制御装置１２４ＡからのデータＤ１を一時記憶し、通信制御装置１２４Ａからの読み出し指令に従って又は自動的に、記憶データＤ１を駆動回路１２８Ａに印加する。駆動回路１２８Ａは、バッファ１２６ＡからのデータＤ１に従い光源１１６Ａを発光させる。これにより、光源１１６Ａは、信号光ビームを光送受信装置１１０Ｂに向けて、出力する。この信号光ビームは、光送受信装置１１０Ｂの受光器１１８Ｂに入射する。

光送受信装置１１０Ｂの通信制御装置１２４Ｂ，バッファ１２６Ｂ及び駆動回路１２８Ｂは、光送受信装置１１０Ａの通信制御装置１２４Ａ，バッファ１２６Ａ及び駆動回路１２８Ａと同様に、動作する。光源１１６Ｂから出力される信号光ビームは、光送受信装置１１０Ａの受光器１１８Ａに入射する。

信号識別装置１３０Ａは、受光器１１８Ａの出力信号からデータＤ２を識別し、識別したデータＤ２を通信制御装置１２４Ａに印加する。同様に、信号識別装置１３０Ｂは、受光器１１８Ｂの出力信号からデータＤ１を識別し、識別したデータＤ１を通信制御装置１２４Ｂに印加する。

駆動回路１３２Ａは、光源１２０Ａをパルス駆動又は直流駆動し、駆動回路１３２Ｂは、光源１２０Ｂをパルス駆動又は直流駆動する。光送受信装置１１０Ｂの受光器１２２Ｂは、光送受信装置１１０Ａの対面する１つの光源１２０Ａの出力ビームを受光する。同様に、光送受信装置１１０Ａの受光器１２２Ａは、光送受信装置１１０Ｂの対面する１つの光源１２０Ｂの出力ビームを受光する。各光路遮断識別装置１３４Ａは、対応する受光器１２２Ａの出力レベルから空間伝送路１１２に遮蔽物１１４が侵入したか否かを識別し、その識別結果を通信制御装置１２４Ａに印加する。同様に、各光路遮断識別装置１３４Ｂは、対応する受光器１２２Ｂの出力レベルから空間伝送路１１２に遮蔽物１１４が侵入したか否かを識別し、その識別結果を通信制御装置１２４Ｂに印加する。光路遮断識別装置１３４Ａ，１３４Ｂが遮蔽物１１４の侵入を検出した場合の通信制御装置１２４Ａ，１２４Ｂの動作は、後で詳細に説明する。

先ず、光送受信装置１１０Ａから光送受信装置１１０ＢへのデータＤ１の伝送を説明する。通信制御装置１２４Ａは、図示しない外部装置から入力するデータＤ１をバッファ１２６Ａに印加する。通信制御装置１２４Ａは、空間伝送路１１２に遮蔽物１１４を検出しないときには、単に、バッファ１２６Ａをレート調節に使用する。空間伝送路１１２上の伝送レートに応じてバッファ１２６Ａから読み出されたデータＤ１は、駆動回路１２８Ａに印加される。駆動回路１２８Ａは、バッファ１２６ＡからのデータＤ１に従い光源１１６Ａを駆動して、発光させる。これにより、光源１１６Ａは、データＤ１を搬送する信号光ビームを光送受信装置１１０Ｂの受光器１１８Ｂに向けて出力する。光送受信装置１１０Ｂの受光器１１８Ｂは、光送受信装置１１０Ａの光源１１６Ａからの信号光を電気信号に変換する。信号識別装置１３０Ｂは、受光器１１８Ｂの出力電気信号からデータＤ１を識別する。伝送エラーが無ければ、信号識別装置１３０Ｂは、データＤ１を出力する。

同様に、光送受信装置１１０Ｂの光源１１６Ｂは、データＤ２を搬送する信号光を光送受信装置１１０Ａの受光器１１８Ａに向け出射する。光送受信装置１１０Ａの受光器１１８Ａは、光送受信装置１１０Ｂの光源１１６Ｂからの信号光を電気信号に変換する。信号識別装置１３０Ａは、受光器１１８Ａの出力電気信号からデータＤ２を識別する。伝送エラーが無ければ、信号識別装置１３０Ａは、データＤ２を出力する。

遮蔽物１１４が、光源１２０Ａ，１２０Ｂ及び受光器１２２Ａ，１２２Ｂとの間の何れかの遮蔽物検出ビームを遮断したとする。このとき、遮蔽物１１４で遮蔽された遮蔽物検出ビームを受光する受光器の出力レベルが、低下する。例えば、何れかの受光器１２２Ａの受光レベルが低下したとする。すると、その受光器１２２Ａに対応する光路遮断識別装置１３４Ａは、遮蔽物の検出を通信制御装置１２４Ａに通知する。通信制御装置１２４Ａは、何れかの光路遮蔽識別装置１３４Ａから遮蔽物検出通知を受けると、全ての光路遮蔽識別装置１３４Ａから遮蔽物の不在の通知を受けるまで、バッファ１２６Ａからのデータ読み出しを停止する。これにより、光源１１６Ａは、信号光ビームを出力しなくなる。即ち、光送受信装置１１０Ａから光送受信装置１１０Ｂへのデータ伝送が一時停止される。

光送受信装置１１０Ａの光源１１６Ａからの信号光出力が一時停止されることにより、光送受信装置１１０Ｂでは、受光器１１８Ｂの出力レベルが低下する。これにより、光送受信装置１１０Ｂの通信制御装置１２４Ｂは、光送受信装置１１０Ａがデータ送信を一時停止したことを知ることができ、これに応じて、光送受信装置１１０Ａに向けたデータＤ２の送信を一時停止する。通信制御装置１２４Ｂは、光送受信装置１１０Ａのデータ送信の再開を待つ。

勿論、通信制御装置１２４Ｂは、光送受信装置１１０Ａのデータ送信の一時停止に先立ち、何れかの光路遮蔽識別装置１３４Ａから遮蔽物検出通知を受けると、全ての光路遮蔽識別装置１３４Ａから遮蔽物の不在の通知を受けるまで、バッファ１２６Ｂからのデータ読み出しを停止する。即ち、光送受信装置１１０Ｂは、データＤ２の光送受信装置１１０Ａへの送信を一時停止する。

通信制御装置１２４Ａは、全光路遮蔽識別装置１３４Ａの出力が遮蔽物の不在を示すと、データ送信を再開する。即ち、通信制御装置１２４Ａは、バッファ１２６ＡからのデータＤ１の読み出しを再開する。駆動回路１２８Ａは、バッファ１２６ＡからのデータＤ１に従い光源１１６Ａを駆動する。光源１１６Ａは、データＤ１を搬送する信号光を光送受信装置１１０Ｂに向け出力する。

光送受信装置１１０Ｂの受光器１１８Ｂは、光源１１６Ａからの信号光を受光し、信号識別装置１３０Ｂは、受光器１１８Ｂの出力信号からデータＤ１を識別し、通信制御装置１２４Ｂに受信データＤ１を供給する。これにより、光送受信装置１１０Ｂは、光送受信装置１１０Ａのデータ送信の再開を知ることができる。送信再開に応じて、光送受信装置１１０Ｂの通信制御装置１２４Ｂは、全光路遮蔽識別装置１３４Ｂの出力が遮蔽物の不在を示すか否かを確認する。通信制御装置１２４Ｂは、何れかの光路遮蔽識別装置１３４Ｂの出力が遮蔽物の検出を示す場合には、データＤ２の送信を再開しない。全光路遮蔽識別装置１３４Ｂの出力が遮蔽物の不在を示すとき、通信制御即被１２４Ｂは、データＤ２の光送受信装置１１０Ａへの送信を再開する。

図４に示す実施例でも、図３に示す実施例のように、偏波合分波器４２Ａ，４２Ｂ又は波長フィルタを追加することにより、光送受信装置１１０Aから光送受信装置１１０Ｂへの信号光ビームと、光送受信装置１１０Ｂから光送受信装置１１０Ａへの信号光ビームを、空間伝送路１１２において同一光路上に配置することができる。これは、光軸調整を容易にする。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の第１実施例の概略構成ブロック図である。 光源１６Ａ、受光器１８Ａ，受光器２０Ａの配置例を示す平面図である。 本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。 本発明の第４実施例の概略構成ブロック図である。 光源１１６Ａ、受光器１１８Ａ，光源１２０Ａ及び受光器１２２Ａの配置例を示す平面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ：光送受信装置
１２：空間伝送路
１４：遮蔽物
１６Ａ，１６Ｂ：光源
１８Ａ，１８Ｂ：受光器
２０Ａ，２０Ｂ：受光器
２２Ａ，２２Ｂ：通信制御装置
２４Ａ，２４Ｂ：バッファ
２６Ａ，２６Ｂ：駆動回路
２８Ａ，２８Ｂ：信号識別装置
３０Ａ，３０Ｂ：光路遮断識別装置
４０Ａ，４０Ｂ：光送受信装置
４２Ａ，４２Ｂ：
４２Ａ，４２Ｂ：偏波合分波器
４４Ａ，４４Ｂ：投射・集光レンズ
１１０Ａ，１１０Ｂ：光送受信装置
１１２：空間伝送路
１１４：遮蔽物
１１６Ａ，１１６Ｂ：信号光源
１１８Ａ，１１８Ｂ：信号受信用の受光器
１２０Ａ，１２０Ｂ：遮蔽物検出ビームを出力する光源
１２２Ａ，１２２Ｂ：遮蔽物検出ビームを受光する受光器
１２４Ａ，１２４Ｂ：通信制御装置
１２６Ａ，１２６Ｂ：バッファ
１２８Ａ，１２８Ｂ：駆動回路
１３０Ａ，１３０Ｂ：信号識別装置
１３２Ａ，１３２Ｂ：駆動回路
１３４Ａ，１３４Ｂ：光路遮断識別装置

Claims (9)

1. 第１の光送受信装置と第２の光送受信装置との間で空間伝送路を介して信号を送受信する光無線伝送システムであって、
   当該第１の光送受信装置（１０Ａ，４０Ａ，１１０Ａ）は、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）に向けた第１の信号光を発生する第１の信号光発生装置（１６Ａ，２６Ａ；１１６Ａ，１２８Ａ）と、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）からの第２の信号光を受光する第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）と、
   当該第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）の周囲に配置され、当該第２の信号光の当該第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）への入力を妨害する遮蔽物（１４，１１４）を、当該第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）への入力の妨害前に検出する複数の第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ；１２２Ａ，１３４Ａ）と、
   当該複数の第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ，１２２Ａ，１３４Ａ）の検出出力に従い、何れかの第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ；１２０Ａ，１３４Ａ）の出力が当該遮蔽物（１４，１１４）の存在を示すときに、当該第１の信号光発生装置（１６Ａ，２６Ａ；１１６Ａ，１２８Ａ）からの当該第１の信号光の出力を一時停止する第１の通信制御装置（２２Ａ，１２４Ａ）
   とを具備し、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）は、
   当該第２の信号光を発生する第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）と、
   当該第１の光送受信装置（１０Ａ，４０Ａ，１１０Ａ）からの当該第１の信号光を受光する第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）と、
   当該第１の光送受信装置（１０Ａ，１１０Ａ）の当該第１の信号光の送信停止に従い、当該第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）からの当該第２の信号光の出力を一時停止する第２の通信制御装置（２２Ｂ，１２４Ｂ）
   とを具備することを特徴とする光無線伝送システム。
2. 当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）が更に、
   当該第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）の周囲に配置され、当該第１の信号光の当該第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）への入力を妨害する遮蔽物（１４，１１４）を、第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）への入力の妨害前に検出する複数の第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ；１２２Ｂ，１３４Ｂ）
   とを具備し、
   当該第２の通信制御装置（２２Ｂ，１２４Ｂ）が、当該複数の第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ，１２２Ｂ，１３４Ｂ）の検出出力に従い、何れかの第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ；１２０Ｂ，１３４Ｂ）の出力が当該遮蔽物（１４，１１４）の存在を示すときに、当該第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）からの当該第２の信号光の出力を一時停止する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光無線伝送システム。
3. 第１の光送受信装置と第２の光送受信装置との間で空間伝送路を介して信号を送受信する光無線伝送システムであって、
   当該第１の光送受信装置（１０Ａ，４０Ａ，１１０Ａ）は、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）に向けた第１の信号光を発生する第１の信号光発生装置（１６Ａ，２６Ａ；１１６Ａ，１２８Ａ）と、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ，１１０Ｂ）からの第２の信号光を受光する第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）と、
   当該第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）の周囲に配置され、当該第２の信号光の当該第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）への入力を妨害する遮蔽物（１４，１１４）を、第１の受信用受光器（１８Ａ，２８Ａ；１１８Ａ，１３０Ａ）への入力の妨害前に検出する複数の第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ；１２２Ａ，１３４Ａ）と、
   当該複数の第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ，１２２Ａ，１３４Ａ）の検出出力に従い、何れかの第１の遮蔽物検出器（２０Ａ，３０Ａ；１２０Ａ，１３４Ａ）の出力が当該遮蔽物（１４，１１４）の存在を示すときに、当該第１の信号光発生装置（１６Ａ，２６Ａ；１１６Ａ，１２８Ａ）からの当該第１の信号光の出力を一時停止する第１の通信制御装置（２２Ａ，１２４Ａ）
   とを具備し、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，４０Ｂ．１１０Ｂ）は、
   当該第２の信号光を発生する第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）と、
   当該第１の光送受信装置（１０Ａ，４０Ａ，１１０Ａ）からの当該第１の信号光を受光する第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）と、
   当該第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）の周囲に配置され、当該第１の信号光の当該第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）への入力を妨害する遮蔽物（１４，１１４）を、第２の受信用受光器（１８Ｂ，２８Ｂ；１１８Ｂ，１３０Ｂ）への入力の妨害前に検出する複数の第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ；１２２Ｂ，１３４Ｂ）と、
   当該複数の第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ，１２２Ｂ，１３４Ｂ）の検出出力に従い、何れかの第２の遮蔽物検出器（２０Ｂ，３０Ｂ；１２０Ｂ，１３４Ｂ）の出力が当該遮蔽物（１４，１１４）の存在を示すときに、当該第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）からの当該第２の信号光の出力を一時停止する第２の通信制御装置（２２Ｂ，１２４Ｂ）
   とを具備することを特徴とする光無線伝送システム。
4. 当該第１の光送受信装置（１０Ａ，４０Ａ，１１０Ａ）が更に、当該第１の光送受信装置（１０Ｂ，１１０Ｂ）送信すべき第１のデータを一時記憶する第１のバッファ（２４Ａ，１２６Ａ）を具備し、当該第１の信号光発生装置（１６Ａ，２６Ａ；１１６Ａ，１２８Ａ）は、当該第１のバッファ（２４Ａ，１２６Ａ）から読み出された当該第１のデータに従い、当該第１のデータを搬送する当該第１の信号光を出力し、
   当該第２の光送受信装置（１０Ｂ，１１０Ｂ）が更に、当該第１の光送受信装置（１０Ａ，１１０Ａ）に送信すべき第２のデータを一時記憶する第２のバッファ（２４Ｂ，１２６Ｂ）を具備し、当該第２の信号光発生装置（１６Ｂ，２６Ｂ；１１６Ｂ，１２８Ｂ）は、当該第２のバッファ（２４Ｂ，１２６Ｂ）から読み出された当該第２のデータに従い、当該第２のデータを搬送する当該第２の信号光を出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光無線伝送システム。
5. 当該第１の遮蔽物検出器は、当該第２の信号光の漏れを受光する受光器（２０Ａ）を具備する請求項１乃至３の何れか１項に記載の光無線伝送システム。
6. 当該第２の遮蔽物検出器は、当該第１の信号光の漏れを受光する受光器（２０Ｂ）を具備する請求項３に記載の光無線伝送システム。
7. 当該第１の光送受信装置（１１０Ａ）は、当該空間伝送路（１１２）における当該第１及び第２の信号光を空間的に囲む第１の遮蔽物検出ビームを出力する複数の第１の障害物検出ビーム出力光源（１２０Ａ）を具備し、
   当該第２の遮蔽物検出器は、当該第１の遮蔽物検出ビームを受光する受光器（１２２Ｂ）を具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光無線伝送システム。
8. 当該第２の光送受信装置（１１０Ｂ）は、当該空間伝送路（１１２）における当該第１及び第２の信号光を空間的に囲む第２の遮蔽物検出ビームを出力する複数の第２の障害物検出ビーム出力光源（１２０Ｂ）を具備し、
   当該第１の遮蔽物検出器は、当該第２の遮蔽物検出ビームを受光する受光器（１２２Ａ）を具備する
   ことを特徴とする請求項７に記載の光無線伝送システム。
9. 当該第１の光送受信装置（４０Ａ）が更に、当該第１の信号光と当該第２の信号光とを、当該空間伝送路（１２）上で同じビーム位置を互いに逆方向に伝搬させる第１の光カップラ（４２Ａ）を具備し、
   当該第２の光送受信装置（４０Ｂ）が更に、当該第１の信号光と当該第２の信号光とを、当該空間伝送路（１２）上で同じビーム位置を互いに逆方向に伝搬させる第２の光カップラ（４２Ｂ）を具備する
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の光無線伝送システム。

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